JPWO2014132446A1 - 無線端末装置、無線メッシュネットワークおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、検針データを収集するデータ収集装置としての親局とともに無線メッシュネットワークを形成する子局５であって、隣接する他の子局５との間の通信品質および隣接する他の子局５から各親局までのホップ数を管理する隣接テーブル９４と、検針データの送信要求を受けた場合に、隣接テーブル９４で管理されている情報または検針データの送信先親局との通信実績に基づいて、送信する検針データのサイズを決定し、決定結果に従って、検針データを分割して複数回に分けて送信するか、または、検針データを分割せずに送信する無線通信制御部８７と、を備える。

Description

本発明は、無線マルチホップ通信に対応した無線端末装置に関するものである。

無線マルチホップ通信では、ホップ数が大きくなるほど伝送効率が低下するため、各無線区間の通信品質を一定レベル以上保持しながらホップ数が必要以上に大きくならないようにすることが伝送効率の観点からも重要となる。

無線マルチホップ通信を電気やガス、水道などの自動検針に用いる場合は、データ収集装置がエリアの中心となるようにネットワークを構築することで、最大ホップ数・平均ホップ数を抑制し、ネットワークを構成する全端末に対する検針時間（検針結果を端末から取得する際の所要時間）を短くするようにしている。

ここで、伝送品質が不安定な無線通信では、伝送効率の低下を回避する目的で、１回の送受信で取り扱うデータサイズを伝送品質に応じて変更する制御を行う場合がある（例えば特許文献１）。特許文献１に記載の発明では、伝送品質に基づいて決定した最大サイズでデータを分割し、複数の電文に分けて送信する。

また、ホップ数が異なると最大のスループットを得るパケットサイズが異なることを考慮し、１回の送受信で取り扱うデータサイズを送信元から送信先（最終的な宛先）までのホップ数に応じて変更する制御も行われている（例えば特許文献２）。

特開平６−２３２７９５号公報 特開２００３−２７３７８８号公報

無線マルチホップ通信を大型のマンションに適用して自動検針を行うケースにおいては、データ収集装置の設置可能な場所が機械室や管理人室等に制限され、マンションの中心に設置することができない場合がある。例えばマンションの１階の一番端にデータ収集装置が設置された場合、最上階の対角の端の部屋が最大ホップ数となり、マンションの中心にデータ収集装置を設置した場合の最大ホップ数に比べて倍近くのホップ数になる可能性がある。ホップ数が大きくなると、伝送時間が長くなり、エラーの検出／再送処理に要する時間も長くなるため、エラー率を下げるために、データを分割して送信するなどの対策が必要となる。しかしながら、データを分割して複数メッセージで送信する場合、メッセージの送信元や送信先のアドレス等を格納するヘッダ部分が冗長になること、衝突回避のために分割データの各メッセージの送信間隔を調整することなどの理由から、分割しないで送信する場合に比べ、伝送効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチホップ通信システムにおいて効率的なデータ伝送を実現する無線端末装置、無線メッシュネットワークおよび通信方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、検針データを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを形成する無線端末装置であって、隣接する他の無線端末装置との間の通信品質および隣接する他の無線端末装置から各データ収集装置までのホップ数を管理する隣接端末情報テーブルと、検針データの送信要求を受けた場合に、前記隣接端末情報テーブルで管理されている情報または当該検針データの送信先データ収集装置との通信実績に基づいて、送信する検針データのサイズを決定し、決定結果に従って、前記検針データを分割して複数回に分けて送信するか、または、前記検針データを分割せずに送信するデータ送信手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、通信品質に応じた最適な長さ（分割数）の検針データを送信することが可能となり、効率的なデータ伝送を実現できるという効果を奏する。

図１は、無線メッシュシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。 図２は、親局の構成例を示す図である。 図３は、親局が備えている無線処理部の構成例を示す図である。 図４は、子局の構成例を示す図である。 図５は、検針データの収集動作の一例を示す図である。 図６は、子局が他の子局または親局からメッセージを受信した場合の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、検針要求メッセージを受信した子局が検針応答メッセージを生成して送信する動作の一例を示すフローチャートである。 図８は、検針応答メッセージの構成例を示す図である。 図９は、分割数が１（分割なし）の検針応答メッセージの一例を示す図である。 図１０は、分割数が２の検針応答メッセージの一例を示す図である。 図１１は、分割数が３の検針応答メッセージの一例を示す図である。 図１２は、検針データ応答メッセージを受信した子局による転送動作の一例を示すフローチャートである。 図１３は、分割メッセージを受信した子局が分割メッセージをそのまま転送する場合の動作の一例を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態２の再送制御動作の一例を示す図である。 図１５は、検針応答メッセージに含まれる検針データの一例を示す図である。

以下に、本発明にかかる無線端末装置、無線メッシュネットワークおよび通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
本発明にかかる無線端末装置の実施の形態１について図１〜図１３を参照しながら説明する。本実施の形態の無線端末装置は、無線通信機能に加え、電力量計としての機能を有している。無線端末装置は需要家（家庭や工場など）に設置された状態で動作するものであり、周囲の他の需要家に設置された無線端末装置とともに無線メッシュネットワークを形成する。電力量計機能による測定結果（検針データ）は、無線メッシュネットワーク経由で検針データを要求している機器へ送信する。以下の説明においては、無線端末装置を子局と表現し、無線端末装置に対して検針データの送信を要求するデータ収集装置を親局と表現する。

図１は、本発明にかかる無線端末装置である子局および親局（データ収集装置）により形成された無線メッシュネットワーク（以下、無線ネットワークと呼称する）を含んだ無線メッシュシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。

本実施の形態の無線メッシュシステムは、電力量検針システムを構成しており、図１に示したように、電力量の計量などを行い、その結果得られたデータ（検針データ）を必要に応じて無線にて送信する子局５（子局５Ａ〜５Ｋ）と、マルチホップ通信により子局５との間で各種データの送受信を行う親局２（親局２Ａ，２Ｂ）と、通信事業者が提供する広域ネットワーク網３を介して親局２と接続された管理サーバ１とから構成されている。管理サーバ１と親局２が有線接続されている場合の例を示しているが、所要の通信品質が実現できるのであれば無線接続であっても構わない。なお、各親局２は同じ機能を有し、各子局５も同じ機能を有している。

詳細な構成については図示を省略しているが、管理サーバ１は、システムの機能を制御する中央制御部と、親局２と広域ネットワーク網３を介して通信を行うための通信制御部と、親局２を介して子局５から取得した電力量などのデータを保持する記憶装置と、を備えている。

図２は、親局２の構成例を示す図である。図示したように、親局２は、管理サーバ１または子局５とのデータ処理を行う親局中央制御部５１と、子局５と無線ネットワーク通信を行うための無線通信制御を行う無線処理部５２と、光ケーブル４を介して広域ネットワーク網３へ接続するための光入出力部５４および通信処理部５３と、を備えている。

図３は、親局２が備えている無線処理部５２の構成例を示す図である。図示したように、無線処理部５２は、複数のアンテナ７０を切り替えるアンテナスイッチ７６と、図１に示した子局５との電界強度レベルを電界強度測定部７５で測定するとともに、子局５と通信するための無線変復調処理を行う無線部７１と、無線Ｉ／Ｆ（インタフェース（Interface））部７２と、子局５によって形成されている無線ネットワークの構成管理を行う無線ネットワーク制御部７３と、データをアドレスに基づいて子局５へ送信するために必要な、各子局５への経路情報を記憶するルーティングテーブル７４と、無線処理部５２の全ての機能を制御し、親局中央制御部５１との間のデータ送受信処理およびアンテナスイッチ７６の制御などを行う無線通信制御部７７と、を備えている。

図２および図３に示した構成の親局２では、無線処理部５２のアンテナ７０、無線部７１および無線Ｉ／Ｆ部７２を介して、子局５との通信（データ送受信）が行われる。

無線処理部５２の無線ネットワーク制御部７３は、アンテナ７０および無線部７１を介して、無線ネットワークを形成している子局５と通信を行い、すべての子局５のアドレス割当、登録および管理を行う。

親局２が管理サーバ１から要求データを受信した場合、親局２においては、受信した要求データが光入出力部５４および通信処理部５３を経由して親局中央制御部５１に転送され、親局中央制御部５１で所定のデータ処理が行われた後、さらに無線処理部５２へ転送される。無線処理部５２では、転送されてきた要求データを無線ネットワーク制御部７３が受け取り、無線ネットワーク制御部７３は、ルーティングテーブル７４で記憶されている経路情報に従い、無線Ｉ／Ｆ部７２、無線部７１、アンテナスイッチ７６及びアンテナ７０を介して、管理サーバ１から指定された子局５に向けて要求データを送信する。

図４は、子局５の構成例を示す図である。図示したように、子局５は、親局２および他の子局５との無線通信で使用する複数のアンテナ８０と、使用するアンテナを切り換えるアンテナスイッチ８６と、無線ネットワークを形成している他の装置（親局２，他の子局５）との電界強度レベルを電界強度測定部８５で測定するとともに、当該他の装置と通信するための無線変復調処理を行う無線部８１と、無線Ｉ／Ｆ部８２と、無線ネットワークを形成している他の装置への経路情報を記憶するルーティングテーブル８４と、自装置での測定データ、他の装置から受信した測定データを含む各種情報を、経路情報に従って他の装置へ送信するデータ中継処理部８３と、周辺の親局２または他の子局５との間の電界強度レベル、周辺の各子局５から親局２までのホップ数などの情報を保持する隣接テーブル９４（隣接端末情報テーブル）と、自身宛データの処理機能を含む各種機能を有し、アンテナスイッチ８６や無線Ｉ／Ｆ部８２などを制御する無線通信制御部８７と、隣接テーブル９４で保持させる各種情報を定期的に取得するための通信タイマ部８８と、データ等を記憶する通信記憶部８９と、自身（自子局）が設置された環境で消費者が使用した電力量、電流や電圧や周波数などの電気量関連値を計量する計量部９３と、電気量関連値を記憶する制御記憶部９５と、子局に内蔵された電気回路の開閉を行うことにより需用家（消費者）への電力供給の開始／停止を切り換える開閉器９２と、開閉器９２や計量部９３など、電力量計としての機能を実現するための各部を制御する中央制御部９１と、無線通信制御部８７と中央制御部９１の間の通信を実現するための通信処理部９０と、を備えている。

なお、子局５において、中央制御部９１、開閉器９２、計量部９３および制御記憶部９５が、電力量計としての機能（需用家への電力供給、消費電気量の計量・計測機能など）を提供する。アンテナ８０、アンテナスイッチ８６、無線部８１、無線Ｉ／Ｆ部８２、データ中継処理部８３、ルーティングテーブル８４、無線通信制御部８７、隣接テーブル９４、通信タイマ部８８および通信記憶部８９が、無線ネットワークを形成するための機能や他の装置と通信するための機能を含む無線通信機能を提供する。

計量部９３は、別構成（子局５と接続可能な外部の計量機器）としても構わない。

図４に示した子局５では、アンテナ８０、無線部８１および無線Ｉ／Ｆ部８２を介して、親局２または他の子局５との通信（メッセージ送受信）が行われる。

子局５では、親局２または他の子局５からメッセージを受信した場合、データ中継処理部８３において自身宛あるいは自身以外宛かを判断する。自身宛であれば、無線通信制御部８７へ受信メッセージを転送し、無線通信制御部８７が所定の処理を実行する。受信メッセージに対して応答メッセージを送信する必要がある場合には、応答メッセージが無線通信制御部８７からデータ中継処理部８３へ転送され、ルーティングテーブル８４で記憶されている経路情報に従い、無線Ｉ／Ｆ部８２、無線部８１およびアンテナ８０を介して送信される。一方、受信メッセージが自身以外宛であれば、データ中継処理部８３は、ルーティングテーブル８４内の経路情報に従い、無線Ｉ／Ｆ部８２、無線部８１、アンテナスイッチ８６およびアンテナ８０を介して、受信メッセージを送信（転送）する。なお、受信メッセージに通信経路を示すルーティング情報が含まれている場合もある。この場合、データ中継処理部８３は、受信メッセージに含まれているルーティング情報に従って受信メッセージの中継処理（転送）を行う。

無線通信制御部８７は、通信処理部９０を介して、各種データを中央制御部９１から受信すると、通信記憶部８９に格納する。

通信タイマ部８８は、動作を開始すると予め決定しておいた一定時間が経過するごとにその旨を無線通信制御部８７へ通知し、無線通信制御部８７は、この通知を受けると、周辺の他の子局５に対して情報データ要求を送信する。情報データ要求に対する応答として情報データ応答が送信されてくると、無線部８１の電界強度測定部８５が情報データ応答の受信レベル（電界強度レベル）を測定する。無線通信制御部８７は、電界強度測定部８５による測定で得られた電界強度レベル、および受信した情報データ応答に含まれている、親局２までのホップ数を受け取り、隣接テーブル９４へ格納する。

次に、親局２が無線ネットワーク内の各子局５から電気量関連値の計量結果（以下、検針データと称す）を収集する動作を説明する。

図５は、検針データの収集動作の一例を示す図である。図示したように、本実施の形態の親局２は、無線ネットワーク内の子局５に対して検針要求メッセージを個別に送信する。なお、検針要求メッセージは、どの子局における検針データを要求しているのかを示す情報（要求先の子局の情報）、および要求元の親局の情報を含む。検針要求メッセージを受信した子局５は、自身が要求先子局に該当するか判断し、該当しない場合は検針要求メッセージを転送する。自身が要求先子局に該当する場合、検針データを含んだ検針応答メッセージを返送する。検針応答メッセージは、検針データの送信元の子局の情報、および検針データの送信先（検針データの要求元親局）の情報を含む。

なお、図５においては、検針データを要求された子局５が１つの検針応答メッセージで検針データを送信しているが、子局５は、要求元の親局２までのホップ数が大きく、通信品質の悪い区間を含んでいるなどの理由により通信エラーの発生率が高い場合には、検針データを複数に分割し、複数の検針応答メッセージに分けて送信する。

次に、子局５の動作を説明する。図６は、子局５が他の子局５または親局２からメッセージを受信した場合の動作の一例を示すフローチャートである。子局５は、メッセージを受信するごとに図６に示したフローチャートに従った動作を実行する。

子局５は、メッセージを受信すると、まず、受信したメッセージを解析し（ステップＳ１）、自身宛か否かを確認する（ステップＳ２）。自身宛ではない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、受信メッセージを破棄する（ステップＳ３）。

自身宛のメッセージの場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、検針応答メッセージか否かを確認する（ステップＳ４）。検針応答メッセージの場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、受信メッセージである検針応答メッセージを経路情報に従って転送する（ステップＳ８）。

一方、検針応答メッセージではない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、受信メッセージが検針要求メッセージか否かを確認する（ステップＳ５）。検針要求メッセージではない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、受信メッセージの内容に応じた処理を実行する（ステップＳ９）。

一方、検針要求メッセージの場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、自身に対して検針データを要求しているメッセージか否かを確認する（ステップＳ６）。自身に対して検針データを要求している場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、検針応答メッセージを生成して送信（返送）する（ステップＳ７）。他の子局に対して検針データを要求しているメッセージの場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、受信メッセージである検針要求メッセージを経路情報に従って転送する（ステップＳ１０）。

次に、子局５が親局２に向けて検針応答メッセージを送信する動作を説明する。検針応答メッセージを生成して送信する子局５の動作と、他の子局５が生成した検針応答メッセージを受信してそれを転送する子局５の動作に分けて説明する。

図７は、自身に対して検針データを要求する検針要求メッセージを受信した子局５が検針応答メッセージを生成して送信する動作の一例を示すフローチャートである。上記の図６のステップＳ７では、この図７に示した手順を実行して検針応答メッセージを送信する。

子局５は、自身に対して検針データを要求している検針要求メッセージを受信すると、検針データを収集する（ステップＳ２１）。すなわち、子局５の無線通信制御部８７（図４参照）は、通信処理部９０経由で中央制御部９１に対して検針データを要求し、制御記憶部９５で記憶されている検針データを取得する。

検針データを取得した無線通信制御部８７は、次に、例えば、要求元の親局２に宛てて過去に送信したメッセージのエラー発生率に基づいて、または、隣接テーブル９４に格納されている情報に基づいて、検針データの分割数（いくつのメッセージに分けて検針データを送信するか）を決定する（ステップＳ２２）。データ送信手段としての無線通信制御部８７による分割数の決定方法の例をいくつか示す。

（例１）要求元の親局２に宛てて過去に送信したメッセージのエラー発生率に基づいて分割数を決定する場合、無線通信制御部８７は、エラー発生率が高ければ検針データを分割して複数回に分けて送信することにする。エラー発生率が低ければ分割せずに送信することにする。例えば、エラー発生率と分割数の対応表を予め作成して保持しており、対応表に従って分割数を決定する。

（例２）検針データの最初の（次の）送信先（隣接する子局５）からの信号受信レベルに基づいて分割数を決定する場合、無線通信制御部８７は、次の送信先の子局５からの信号受信レベルが一定レベルに達していない場合には検針データを分割して送信することにする。受信レベルが低いほど分割数が大きくなるようにする。

（例３）要求元の親局２までのホップ数に基づいて分割数を決定する場合、無線通信制御部８７は、ホップ数が一定値に達している場合には検針データを分割して送信することにする。ホップ数が大きくなるほど分割数も大きくする。

これらの分割数決定方法は一例であり、通信品質に関連する他の情報に基づいて分割数を決定するようにしても構わない。複数の情報を考慮して最適な分割数を決定するようにしても構わない。

無線通信制御部８７は、分割数を決定すると、決定した分割数に応じた数および内容の検針応答メッセージを生成し、要求元の親局２に向けて送信する（ステップＳ２３）。

図８は、検針応答メッセージの構成例を示す図である。図示したように、検針応答メッセージは、ヘッダ部およびデータ部からなり、ヘッダ部には「次返信先アドレス」、「自アドレス」、「データ返信先」、「データ返信元」、「シーケンスＮｏ．」および「分割数」が含まれる。「次返信先アドレス」は、検針応答メッセージの直接の宛先（このメッセージを受信すべき子局５または親局２）を示す。「自アドレス」は、検針応答メッセージを送信する子局５を示す。「データ返信先」は、検針応答メッセージの最終的な宛先（検針データの要求元の親局２）を示す。「データ返信元」は、検針データを収集した子局５（検針応答メッセージを生成した子局５）を示す。「シーケンスＮｏ．」は、メッセージの識別情報、「分割数」は、検針データをいくつに分割して送信したかを示す情報である。例えば、検針データを２分割して送信する場合（２つの検針応答メッセージに分けて送信する場合）、２つのメッセージには同じシーケンス番号を設定し、かつ、一方のメッセージの分割数を「１／２」、他方のメッセージの分割数を「２／２」に設定する。これにより、受信側では、検針データが分割されて送信されてきたかどうか、いくつに分割されているかが分かるとともに、検針データの元の並び順も把握できる。検針データを分割せずに送る場合は、分割数を「１」に設定する。なお、分割数の設定内容は一例であり、検針データがどのように分割されて送信されてきたのかが受信側で分かるのであればどのような設定値としても構わない。

データ部には、複数の検針データ（例えば６個）が格納される。図８に示した検針データ＃１〜＃６は、最新の検針データから過去５回の検針データであり、例えば、最新のものを検針データ＃１、最も古いものを検針データ＃６とする。

分割数が１（分割なし）の検針応答メッセージの一例を図９に示す。また、分割数が２の検針応答メッセージの一例を図１０、分割数が３の検針応答メッセージの一例を図１１に示す。図９〜図１１では、図５の子局Ｘで生成された検針応答メッセージを子局Ｂが子局Ａへ転送する場合の設定値の例を示している。

図１２は、検針データ応答メッセージを受信した子局５による転送動作の一例を示すフローチャートである。上記の図６のステップＳ８では、この図１２に示した手順を実行して検針応答メッセージを転送する。

子局５は、検針応答メッセージを受信すると、データ転送手段としての無線通信制御部８７が、受信したメッセージが分割されたメッセージか否か、すなわち、分割された検針データの一部を含んだ検針応答メッセージか否かを確認する（ステップＳ３１）。分割されたメッセージか否かは、ヘッダ内の分割数から判断する（図８参照）。

分割メッセージではない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、受信した検針応答メッセージを経路情報に従って転送する（ステップＳ４２）。

分割メッセージの場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、分割メッセージ受信待ちタイマが起動中か否かを確認する（ステップＳ３２）。このタイマは、次送信先の子局５あるいは親局２との間の通信品質が良好な状態で先頭の分割メッセージを受信した場合（分割数に「１／Ｎ」(N=2,3,…)が設定された検針応答メッセージを受信した場合）に起動するタイマである。

分割メッセージ受信待ちタイマが起動中であれば（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、既に受信済みの他の分割メッセージ、すなわち、シーケンス番号（図８参照）が同じ検針応答メッセージと今回受信した分割メッセージに基づいて、分割される前のメッセージを組み立てる（ステップＳ３３）。具体的には、各分割メッセージに格納されている検針データを取り出して結合する。

次に、組み立てが完了したかどうか、すなわち、全ての分割メッセージを受信したかどうかを確認し（ステップＳ３４）、完了していなければ処理を終了し（ステップＳ３４：Ｎｏ）、次の検針データ応答メッセージが送信されてくるのを待つ。組み立てが完了した場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、一旦組み立てたメッセージを再分割する必要があるかどうか確認する（ステップＳ３５）。再分割が不要であれば（ステップＳ３５：Ｎｏ）、組み立てたメッセージ（全ての検針データがデータ部に格納されている検針応答メッセージ）を経路情報に従って転送する（ステップＳ３７）。再分割が必要か否かは、要求元の親局２（データ送信先となる親局２）に宛てて過去に送信したメッセージのエラー発生率に基づいて、または、隣接テーブル９４（図４参照）に格納されている情報に基づいて判断する。例えば、要求元の親局２に宛てて過去に送信したメッセージのエラー発生率が高い場合には再分割が必要と判断する。エラー発生率が低ければ再分割不要と判断する。メッセージの次返信先（子局または親局）との間の信号受信レベルや再送処理の実行状況に基づいて判断を行ってもよい。再送処理の実行状況に基づいて判断する場合は、例えば、過去の一定期間にわたって再送処理が発生していなければ再分割不要と判断する。要求元の親局２までのホップ数で判断しても構わない。なお、再分割が必要か否かの判断に使用する情報は、自身に対して検針データを要求している検針要求メッセージを受信した場合の検針データの分割数決定（図７のステップＳ２２の処理）で使用する情報と同じとするのが望ましい。

このように、データ送信先の親局２との間の通信品質、または次返送先との間の通信品質が良好な場合には、分割メッセージとして送信されてきた複数の検針応答メッセージを１つのメッセージに組み立て直して転送するので、伝送効率を向上させることができる。また、親局までの伝送時間を短縮化できる。

再分割が必要と判断した場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、組み立てたメッセージを隣接テーブル９４（図４参照）に格納されている情報に基づいて決定した数に分割する（ステップＳ３６）。分割数の決定方法は、上記の図７のステップＳ２２で決定する場合の決定方法と同じとする。分割終了後は、分割処理で作成した複数の分割メッセージ（検針応答メッセージ）を経路情報に従って転送する。

また、分割メッセージを受信した時点で分割メッセージ受信待ちタイマが起動していない場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、受信した分割メッセージが先頭のメッセージ（分割数に「１／Ｎ」(N=2,3,…)が設定された検針応答メッセージ）か否かを確認し（ステップＳ３８）、先頭ではない場合（ステップＳ３８：Ｎｏ）、受信した分割メッセージを経路情報に従って転送する（ステップＳ４２）。

受信した分割メッセージが先頭のメッセージの場合（ステップＳ３８：Ｙｅｓ）、メッセージの送信先（データ送信先）の親局との間の通信品質が良好かどうか、すなわち、検針データの分割数を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳ３９）。なお、通信品質が良好かどうかの判断基準は、分割数に応じて異なる基準値とする。これは、分割数が過剰な場合にこれを適正な分割数に修正するためである。例えば、分割なしで送信できる程度の通信品質ではないが２分割して送信すればよい通信品質の状態において、３分割されたメッセージを受信した場合に、３分割された状態のまま転送するのではなく、２分割した状態に変更してから転送することが可能になるので、伝送効率を向上させることができる。

通信品質が良好では無い場合、（ステップＳ３９：Ｎｏ）、受信した分割メッセージを経路情報に従って転送する（ステップＳ４２）。一方、通信品質が良好な場合、すなわち、分割数を小さくできる場合（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、分割メッセージの収集とメッセージの組み立てを開始し（ステップＳ４０）、分割メッセージ受信待ちタイマを起動する（ステップＳ４１）。

なお、図１２では記載を省略したが、分割メッセージ受信待ちタイマは、ステップＳ３４で組み立て完了したと判断した時点で停止する。また、このタイマがタイムアウトした場合、すなわち、一部の分割データを受信できていない状態で所定時間が経過し、メッセージを組み立てることができない場合、子局５は、途中まで組み立てたメッセージを元の分割メッセージに戻した上で、各分割メッセージを経路情報に従って転送する。

また、データ送信先の親局との間の通信品質が良好ではないと判断し、受信した分割メッセージをそのまま転送する場合（上記のステップＳ４２を実行する場合）には、図１３に示したフローチャートに従う。具体的には、分割データを送信（転送）後（ステップＳ６１）、送達確認を受信した場合は動作を終了する（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）。送達確認を受信しなかった場合（ステップＳ６２：Ｎｏ）、送信した分割メッセージが先頭か否かを確認する（ステップＳ６３）。先頭ではない場合（ステップＳ６３：Ｎｏ）、処理を終了する。送信したものが先頭の分割メッセージの場合、すなわち、先頭の分割メッセージの転送に失敗した場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、分割メッセージ受信待ちタイマを起動し（ステップＳ６４）、分割メッセージの収集とメッセージの組み立てを開始する（ステップＳ６５）。

図１３に示したフローを実行することにより、分割メッセージの転送が失敗する程に通信品質が悪い状態において、分割数をさらに大きくして短い検針応答メッセージに変更した上で転送することが可能となり、エラー発生率が上昇するのを回避できる。図１３のフローに従えば、分割メッセージを受信し、それを一旦組み立てることなくそのまま転送する場合において、先頭の分割メッセージの転送に失敗した場合には、分割メッセージ受信待ちタイマを起動するので、２番目以降の分割メッセージを受信した場合には図１２のステップＳ３２で「Ｙｅｓ」と判定され、分割メッセージの組み立て（ステップＳ３３）と再分割の必要性判断（ステップＳ３５）が行われるようになる。例えば、２分割された分割メッセージを受信した場合に、これを組み立ててから３つに再分割して転送するというような処理も可能となる。

なお、分割を行う場合、データ部に格納される複数（例えば６個）の検針データの区切りに合わせて分割することとする。すなわち、検針データの途中で分割され、１つの検針データが異なる分割メッセージで送信されることがないようにする。これにより、受信側での分割メッセージの結合動作を簡単化することができる。

以上のように、本実施の形態の子局（無線端末装置）は、親局からの要求に応じて検針データ（検針応答メッセージ）を返送する場合、要求元との間の通信品質、ホップ数、隣接している他の子局（次ホップの子局）との間の通信品質などに基づいて、検針データを複数に分割して複数の検針応答メッセージで送信する。また、分割された検針データを含んだ検針応答メッセージ（分割メッセージ）を他の子局から受信した場合、要求元との間の通信品質、ホップ数、隣接している他の子局（次ホップの子局）との間の通信品質などに基づいて、分割数の変更が必要か否かを判断し、変更が必要と判断した場合には、検針応答メッセージの分割数を変更してから（分割された状態のものを一旦組み立て、新しい分割数で再分割してから）転送することとした。これにより、検針データの送信元子局から要求元親局への経路上において、通信品質に応じた最適な長さ（分割数）の検針応答メッセージを送信することが可能となるので、エラー率の増加防止、およびメッセージのオーバヘッド（検針データとともに送信されるヘッダ情報）削減が可能となり、効率的なデータ伝送を実現できる。また、検針データ転送の所要時間を短縮化できる。

なお、本実施の形態の子局は、分割されていない検針応答メッセージを受信した場合、すなわち、図１２のステップＳ３１における判定が「Ｎｏ」の場合、受信メッセージを無条件に転送することとしたが、ステップＳ３５を実行して分割が必要か否かを判断するようにしてもよい。この場合、検針応答メッセージの分割数変更をより柔軟に行うことができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、上述した無線ネットワークにおける再送制御動作について説明する。なお、無線メッシュシステム、親局および子局の構成は実施の形態１と同様である（図１〜図４参照）。

図１４は、実施の形態２の無線ネットワークにおける再送制御動作の一例を示す図である。なお、図１４においては、比較のため、一般的な再送制御動作についても記載している。検針応答メッセージの構成は、図８〜図１１に示したものとする。

図１４に示したように、子局Ｘが検針データを３分割して３つの検針応答メッセージ（検針応答1/3，検針応答2/3，検針応答3/3）として送信したとき、１番目と３番目のメッセージ（検針応答1/3，検針応答3/3）は親局まで到達したが、２番目のメッセージ（検針応答2/3）を子局Ａが受信できずに親局まで到達しない場合の動作を考える。

このような場合、親局は、受信できなかった２番目のメッセージの再送要求を子局Ｘに対して行う。一般的な再送制御では、再送要求が子局Ｘまで転送され、子局Ｘが２番目のメッセージを再送する。これに対して、本実施の形態では、検針応答メッセージを転送した各子局（子局Ｎ，Ｃ，Ｂ，Ａ）が、転送した検針応答メッセージをその送達確認がとれるまで一定時間保持し続け、親局からの再送要求を受信した場合には、再送要求が示すメッセージを保持しているかどうか確認し、保持している場合には、保持しているメッセージを返送する。また、受信した再送要求の転送は行わない。

このように、図１４に示した再送制御によれば、検針応答メッセージの転送を正常に完了している子局Ｘ，Ｎ，Ｃ，Ｂの区間において検針応答メッセージが重複送信されるのを回避でき、再送制御の所要時間を短縮化できるとともに、無線ネットワーク全体としての無線リソースの使用量を抑えることができる。

また、各子局が毎時００分と３０分に検針を行い、検針応答メッセージに最新の６個の検針データが含まれる構成とした場合、例えば、子局Ｘが検針要求メッセージを受信した時間が１７時４０分だとすると検針応答メッセージに含まれる検針データ＃１〜＃６は、図１５のようになる。

ここで、親局が３０分毎に要求を送信する場合、検針データ＃２〜＃６は１回前の検針までに受信している可能性がある。同様に１時間毎に要求を送信する場合は、検針データ＃３〜＃６は、１回前の検針までに受信している可能性がある。そのため、親局は、受信できなかった検針応答メッセージが１回前までの検針において既に受信している検針データのみを含んだものである場合、再送要求を行わないこととする。検針周期が１時間の場合、図１４に示したような、３分割されているうちの２番目の検針応答メッセージに含まれる検針データは、前回の検針時に受信済みの可能性がある。よって、親局は、受信済みの場合には、２番目の検針応答メッセージが受信できなくても再送要求を行わない。

このように、親局は、過去に受信済みの検針データのみを含んだ検針応答メッセージの受信に失敗した場合には、再送要求を行わないので、不要な再送が発生するのを回避できる。

以上のように、本発明にかかる無線端末装置は、マルチホップ通信システムに有用であり、特に、通信品質に応じた長さのメッセージを一つまたは複数使用して一定数のデータを要求元の機器へ送信する無線端末装置に適している。

１ 管理サーバ、２，２Ａ，２Ｂ 親局、３ 広域ネットワーク網、４ 光ケーブル、５Ａ〜５Ｋ 子局、５１ 親局中央制御部、５２ 無線処理部、５３，９０ 通信処理部、５４ 光入出力部、７０，８０ アンテナ、７１，８１ 無線部、７２，８２ 無線Ｉ／Ｆ部、７３ 無線ネットワーク制御部、７４，８４ ルーティングテーブル、７５，８５ 電界強度測定部、７６，８６ アンテナスイッチ、７７，８７ 無線通信制御部、８３ データ中継処理部、８８ 通信タイマ部、８９ 通信記憶部、９１ 中央制御部、９２ 開閉器、９３ 計量部、９４ 隣接テーブル、９５ 制御記憶部。

Claims (9)

1. 検針データを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを形成する無線端末装置であって、
   隣接する他の無線端末装置との間の通信品質および隣接する他の無線端末装置から各データ収集装置までのホップ数を管理する隣接端末情報テーブルと、
   検針データの送信要求を受けた場合に、前記隣接端末情報テーブルで管理されている情報または当該検針データの送信先データ収集装置との通信実績に基づいて、送信する検針データのサイズを決定し、決定結果に従って、前記検針データを分割して複数回に分けて送信するか、または、前記検針データを分割せずに送信するデータ送信手段と、
   を備えることを特徴とする無線端末装置。
2. 分割された状態の検針データを受信した場合、分割された残りの検針データを受信するごとに、分割された状態の検針データを結合して分割前の検針データを組み立て、組み立て完了後の検針データの再分割必要性を前記隣接端末情報テーブルで管理されている情報または当該検針データの送信先データ収集装置との通信実績に基づいて判断し、再分割不要であれば組み立て完了後の検針データを転送するデータ転送手段、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
3. 前記データ転送手段は、
   前記組み立て完了後の検針データの再分割が必要な場合、前記隣接端末情報テーブルで管理されている情報または当該検針データの送信先データ収集装置との通信実績に基づいて、転送する検針データのサイズを決定し、決定したサイズに前記組み立て完了後の検針データを再分割して複数回に分けて転送することを特徴とする請求項２に記載の無線端末装置。
4. 前記データ転送手段は、
   転送した検針データを一定時間にわたって保持し、他の無線端末装置宛の再送要求を受信した場合、当該再送要求が示している検針データを保持しているかどうか確認し、保持している場合には、当該検針データを当該再送要求の送信元に向けて送信するとともに、当該再送要求の転送は行わないことを特徴とする請求項２または３に記載の無線端末装置。
5. 前記検針データは複数回の検針結果により構成され、
   前記データ送信手段は、送信する検針データのサイズを前記検針結果のサイズの整数倍に決定することを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一つに記載の無線端末装置、および検針データを収集するデータ収集装置により形成されたことを特徴とする無線メッシュネットワーク。
7. 前記検針データが複数回の検針結果により構成され、かつ当該複数回の検針結果を得るために必要な時間よりも短い間隔で前記データ収集装置が検針データを収集する場合、
   前記データ収集装置は、分割された検針データの受信を失敗した場合、受信できなかった検針データを過去に受信済みであれば、当該受信できなかった検針データの再送を要求しないことを特徴とする請求項６に記載の無線メッシュネットワーク。
8. 検針データを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを形成する無線端末装置における通信方法であって、
   隣接する他の無線端末装置との間の通信品質および隣接する他の無線端末装置から各データ収集装置までのホップ数を収集する隣接端末情報収集ステップと、
   検針データを送信する際に、前記隣接端末情報収集ステップで収集した情報または当該検針データの送信先データ収集装置との通信実績に基づいて、当該検針データの分割の必要性を判断する分割必要性判断ステップと、
   前記検針データの分割が必要な場合に、前記分割の必要性判断で使用した情報に基づいて、送信する検針データのサイズを決定するデータサイズ決定ステップと、
   前記分割必要性判断ステップでの判断結果、および前記データサイズ決定ステップでのサイズ決定結果に基づいて、前記検針データを当該サイズ決定結果に従ったサイズに分割して複数回に分けて送信するか、または、前記検針データを分割せずに送信するデータ送信ステップと、
   を含むことを特徴とする通信方法。
9. 検針データを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを形成する無線端末装置において、他の無線端末装置から受信した検針データを転送する場合の通信方法であって、
   複数ブロックに分割された状態の検針データを他の無線端末装置から受信して分割前の検針データを組み立てる組み立てステップと、
   隣接する他の無線端末装置との間の通信品質、前記検針データを要求しているデータ収集装置までのホップ数または前記検針データを要求しているデータ収集装置との通信実績に基づいて、前記組み立てた検針データの再分割の必要性を判断する再分割必要性判断ステップと、
   前記組み立てた検針データの再分割が必要な場合に、前記再分割の必要性判断で使用した情報に基づいて、転送する検針データのサイズを決定するデータサイズ決定ステップと、
   前記再分割必要性判断ステップでの判断結果、および前記データサイズ決定ステップでのサイズ決定結果に基づいて、前記組み立てた検針データを当該サイズ決定結果に従ったサイズに再分割して複数回に分けて転送するか、または、前記組み立てた検針データを再分割せずに転送するデータ転送ステップと、
   を含むことを特徴とする通信方法。

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